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使用DS2413和STM32G431RB变革您的硬件管理

告别复杂的设备控制

1-Wire Switch Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

1-Wire Switch Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

使用可编程 I/O 1-Wire 开关,将您的设备控制提升到一个新的水平 - 这是一种轻松实现远程切换和感知设备的方法。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

1-Wire Switch Click 基于 Analog Devices 的 DS2413,这是一款双通道可寻址开关。DS2413 将两个可编程 I/O 引脚和一个完全功能的 1-Wire 接口集成在一个封装中,确保 PIO 输出更改无误。PIO 输出配置为开漏,工作电压高达 28V(在最终应用中提供高水平的容错能力),最大导通电阻为 20Ω。通过监测其可编程 I/O 引脚的电压,DS2413 允许您读取负载的状态,在这种配置中,这个按钮的状态作为输入,而输出状态通过标记为 OUT 的红色 LED 进行视觉检测。DS2413 的电源通

过 1-Wire 总线寄生供电,1-Wire 总线系统具有一个总线控制器和一个或多个外围设备。考虑到这一点,此 Click board™ 具有一个额外的未填充头,可以连接其他外部 1-Wire 设备,从而在一个控制器上形成一条具有多个外围设备的线。DS2413 还具有 64 位长的注册号,保证唯一识别。在多路复用 1-Wire 网络环境中,该编号用于寻址设备,其中多个设备位于公共 1-Wire 总线上并独立操作。如前所述,1-Wire Switch Click 使用 1-Wire 接口与 MCU 通信,根据定义,该接口只需一条数据

线(和地线)即可与 MCU 通信。1-Wire 通信线被路由到标记为 I/O SEL 的 SMD 跳线,允许将 1-Wire 通信路由到 mikroBUS™ 插座的 GP0 引脚或 GP1 引脚。这些引脚分别标记为与 SMD 跳线位置相同,使所需引脚的选择简单明了。此 Click board™ 可以在 3.3V 或 5V 逻辑电压水平下运行,通过 VCC SEL 跳线选择。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,该 Click board™ 配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

1-Wire Switch Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G431RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32G431RB front image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32k

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

1-Wire Data IN/OUT
PA15
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
1-Wire Data IN/OUT
PC8
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

1-Wire Switch Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32G431RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32G474RE MCU front image hardware assembly
BarGraph 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Nucleo-64 with STM32GXXX MCU MB 1 Micro B Conn - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Clicker 4 for STM32F4 HA MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 1-Wire Switch Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • c1wireswitch_set_pio_state - 1-Wire Switch 写入特定可编程 I/O 状态功能

  • c1wireswitch_get_pio_state - 1-Wire Switch 读取特定可编程 I/O 状态功能

  • c1wireswitch_get_pio_latch_state - 1-Wire Switch 读取可编程 I/O 锁存状态功能

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief 1-Wire Switch Click Example.
 *
 * # Description
 * This library contains API for 1-Wire Switch Click driver. 
 * The library initializes and defines the 1-Wire bus drivers to 
 * write and read data for state programmable I/O, 
 * as well as the default configuration.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs default configuration and sets 
 * the PIO A to OFF and PIO B to ON state.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the 1-Wire Switch Click board by changing the PIO A state, 
 * which is controlling the LED, every time the state of PIO B changes. 
 * Change on the PIO B happens when the button is pushed.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "c1wireswitch.h"

static c1wireswitch_t c1wireswitch;
static log_t logger;
static uint8_t state = 0;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    c1wireswitch_cfg_t c1wireswitch_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    c1wireswitch_cfg_setup( &c1wireswitch_cfg );
    C1WIRESWITCH_MAP_MIKROBUS( c1wireswitch_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( ONE_WIRE_ERROR == c1wireswitch_init( &c1wireswitch, &c1wireswitch_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( C1WIRESWITCH_ERROR == c1wireswitch_default_cfg ( &c1wireswitch ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    c1wireswitch_set_pio_state( &c1wireswitch, C1WIRESWITCH_PIOA_OFF, C1WIRESWITCH_PIOB_ON );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    uint8_t pio_a = 0;
    uint8_t pio_b = 0;
    
    c1wireswitch_get_pio_state( &c1wireswitch, &pio_a, &pio_b );
    
    if ( pio_b == C1WIRESWITCH_PIOB_OFF )
    {
        if ( state == 0 )
        {
            c1wireswitch_set_pio_state( &c1wireswitch, C1WIRESWITCH_PIOA_ON, C1WIRESWITCH_PIOB_ON );
            log_printf( &logger, " Button is pressed, LED is ON. \r\n " );
            state = 1;
        }
        else
        {
            c1wireswitch_set_pio_state( &c1wireswitch, C1WIRESWITCH_PIOA_OFF, C1WIRESWITCH_PIOB_ON );
            log_printf( &logger, " Button is pressed, LED is OFF. \r\n " );
            state = 0;
        }
        Delay_ms( 100 );
    }
    Delay_ms( 100 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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